(57)【要約】【課題】電力供給時には立ち上がりを速くし、定着時には非通紙部での温度上昇を抑えるセラミックヒータを実現する。【解決手段】長尺板状のセラミック基板１１の長手方向が幅で短手方向が長さの発熱抵抗体２０と電力供給用の電極１２，１３を形成する。発熱抵抗体２０の両端には、セラミック基板１１上に形成された配線パターン１４，１５を接続する。電極１２と配線パターン１４の中央部分とはセラミック基板１１の裏面側に形成された接続パターン１６とをスルーホール１８１，１８２を介して接続する。電極１３と配線パターン１５の中央部分とはセラミック基板１１の裏面側に形成された接続パターン１７とをスルーホール１９１，１９２を介して接続する。配線パターン１４，１５には抵抗温度係数が３０００ｐｐｍ／℃以上のものを用いた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺平板状の耐熱性で絶縁性のセラミック基板と、
前記セラミック基板上の短手方向が長さで長手方向が幅の発熱抵抗体と、
前記発熱抵抗体の長手方向両端に沿って形成し、前記発熱抵抗体の両端と接続した第１および第２の配線パターンと、
前記セラミック基板上に形成し電力供給用の、前記第１の配線パターンの前記セラミック基板の長手方向の中央部分と接続した第１の電極および前記第２の配線パターンの前記セラミック基板の長手方向の中央部分と接続した第２の電極と、
前記発熱抵抗体を保護する絶縁性のオーバーコート層と、を具備し、
前記第１および第１の配線パターンは、高い値の抵抗温度係数で形成したことを特徴するセラミックヒータ。
【請求項２】
前記第１および第２の配線パターンの抵抗温度係数は、３０００ｐｐｍ／℃以上であることを特徴する請求項１記載のセラミックヒータ。
【請求項３】
前記第１電極および前記発熱抵抗体の一端との接続と前記第２電極および前記発熱抵抗体の他端との接続は、前記発熱抵抗体が形成された前記セラミック基板の裏面側を、スルーホールを介して接続したことを特徴とする請求項１または２記載のセラミックヒータ。
【請求項４】
前記第１電極および前記発熱抵抗体の一端との接続と前記第２電極および前記発熱抵抗体の他端との接続は、前記発熱抵抗体が形成された前記セラミック基板と同一面に形成された接続パターンで接続したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のセラミックヒータ。
【請求項５】
前記第１および第２の配線パターンは、前記抵抗発熱体の幅方向の中央部に比べ、該中央部の両端の幅を狭くしたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のセラミックヒータ。
【請求項６】
前記発熱抵抗体は、幅方向の中央部に比べ、該中央部の両端の幅を狭くしたことを特徴する請求項１〜４のいずれかに記載のセラミックヒータ。
【請求項７】
前記第１の配線パターンに形成されたスルーホールと前記第１の配線パターンに形成されたスルーホールとは、互いが離れるシフトした位置に形成したことを特徴とする請求項３記載のセラミックヒータ。
【請求項８】
前記セラミック基板の長手方向に対して、前記第１および第２の配線パターンは、中央部から端部にかけて漸次幅を狭くしたことを特徴とする請求項１〜７の何れに記載のセラミックヒータ。
【請求項９】
前記発熱抵抗体の中央部には、該発熱抵抗体とは抵抗値の異なる副発熱抵抗体を電気的に重ね合わせ、前記第１および第２の配線パターンの中央部両端に、該第１および第２の配線パターンとは抵抗値の異なる副配線パターンを電気的に重ね合わせて形成したことを特徴とする請求項請求項１〜８の何れに記載のセラミックヒータ。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れかに記載のセラミックヒータと、
前記セラミック基板に対向配置し、該セラミック基板を圧接するように回転可能に支持された加圧ローラと、
前記セラミック基板と前記加圧ローラとの間に設けられ、前記加圧ローラの回転に伴い前記セラミック基板上を摺動する定着フィルムと、を具備したことを特徴とする加熱装置。
【請求項１１】
媒体に形成された静電潜像にトナーを付着させてこのトナーを用紙に転写して所定の画像を形成する形成手段と、
画像が形成された用紙を加圧ローラにより定着フィルムを介して前記ヒータに圧接しながら通過させることによって、トナーを定着するようにした請求項１０記載の加熱装置と、を具備したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、情報機器、家電製品や製造設備などの小型機器類に装着されて用いられる薄型のセラミックヒータおよびこのセラミックヒータを実装したプリンタ、複写機、ファクシミリやリライタブルカードリーダライタなどの加熱装置ならびにこの加熱装置を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の長尺平板状のセラミック基板上に、短手方向が長さで、長手方向が幅の発熱抵抗体が形成されたセラミックヒータは、給電位置より離れるに従い、抵抗体長を短くすることで、給電用電極形成側と非給電用電極形成側の導電経路による抵抗値の違いを少なくすることで、セラミック基板長手方向における温度分布の均一化が図られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５７４５６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献１の技術は、ヒータ長程度の被定着物を通紙させたときは、均一な温度分布を得ることができる。しかしながら、ヒータ長に対して短い被定着物を通紙させた場合に、例えばヒータ中央部が２００℃、端部が２４０℃となった場合、配線パターンの抵抗値が数Ωとなることから、セラミック基板両端で数％の抵抗値差が生じ、給電用電極形成側の発熱量が大きくなり、被定着物の走行速度を速くすると定着ムラが生じる、という問題があった。
【０００５】
この発明の目的は、電力供給時には立ち上がりを速くし、定着時には非通紙部での温度上昇を抑えるこのとできるセラミックヒータ、このヒータが実装された加熱装置、この加熱装置が搭載された画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題を解決するために、この発明のセラミックヒータは長尺平板状の耐熱性で絶縁性のセラミック基板と、前記セラミック基板上の短手方向が長さで長手方向が幅の発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体の長手方向両端に沿って形成し、前記発熱抵抗体の両端と接続した第１および第２の配線パターンと、前記セラミック基板上に形成し電力供給用の、前記第１の配線パターンの前記セラミック基板の長手方向の中央部分と接続した第１の電極および前記第２の配線パターンの前記セラミック基板の長手方向の中央部分と接続した第２の電極と、前記発熱抵抗体を保護する絶縁性のオーバーコート層と、を具備し、前記第１および第１の配線パターンは、高い値の抵抗温度係数を有するものであることを特徴する。
【０００７】
この発明の加熱装置は、請求項１〜９の何れかに記載のセラミックヒータと、前記セラミック基板に対向配置し、該セラミック基板を圧接するように回転可能に支持された加圧ローラと、前記セラミック基板と前記加圧ローラとの間を設けられ、前記加圧ローラの回転に伴い前記セラミック基板上を摺動する定着フィルムとを具備したことを特徴とする。
【０００８】
この発明の画像形成装置は、媒体に形成された静電潜像にトナーを付着させてこのトナーを用紙に転写して所定の画像を形成する形成手段と、画像が形成された用紙を加圧ローラにより定着フィルムを介して前記ヒータに圧接しながら通過させることによって、トナーを定着するようにした請求項１０記載の加熱装置と、を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、電力供給時には立ち上がりを速く、定着時には非通紙部の温度上昇を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明のセラミックヒータに関する第１の実施形態について説明するためのもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図。
【図２】図１のＩａ−Ｉｂ線断面図。
【図３】図１のＩｃ−Ｉｄ線断面図。
【図４】図１のＩｅ−Ｉｆ線断面図。
【図５】図１の動作について説明するための等価回路。
【図６】この発明のセラミックヒータに関する第２の実施形態について説明するための構成図。
【図７】図６の動作について説明するための等価回路。
【図８】この発明のセラミックヒータに関する第３の実施形態について説明するための（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図。
【図９】図８のIIａ−IIｂ線の断面図。
【図１０】図８のIIｃ−IIｄ線の断面図。
【図１１】図８のIIｅ−IIｆ線の断面図。
【図１２】この発明のセラミックヒータに関する第４の実施形態について説明するための構成図。
【図１３】この発明のセラミックヒータに関する第５の実施形態について説明するための構成図。
【図１４】この発明のセラミックヒータに関する第６の実施形態について説明するための構成図。
【図１５】この発明のセラミックヒータに関する第７の実施形態について説明するための構成図。
【図１６】この発明のセラミックヒータに関する第８の実施形態について説明するための（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図。
【図１７】図１６のIIIａ−IIIｂ線の断面図。
【図１８】図１６のIIIｃ−IIIｄ線の断面図。
【図１９】図１６要部の等価回路。
【図２０】この発明の加熱装置に関する一実施形態について説明するための説明図。
【図２１】この発明の画像形成装置に関する一実施形態について説明するための説明図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図１〜図４は、この発明のセラミックヒータに関する第１の実施形態について説明するためのもので、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は背面図、図２は図１のＩａ−Ｉｂ線の断面図、図３は図１のＩｃ−Ｉｄ線の断面図、図４は図１のＩｅ−Ｉｆ線の断面図である。
【００１３】
以下の各実施形態において、この実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付して説明する。また、発熱抵抗体の図中右側について説明するが、左側について考え方は同じであり、その説明は省略する。
【００１４】
図１（ａ）において、１１は、厚みが０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の耐熱、電気絶縁性材料で、高い熱伝導性を有する例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の高剛性のセラミック製の平板短冊状のセラミック基板である。セラミック基板１１の長手方向の一端側に形成された１２，１３は、それぞれ銀系等を主体とする良導電体膜からなる給電用の電極である。１４，１５は、セラミック基板１１の長手方向の両側に非接触状態で並行させ、銀（Ａｇ）の含有率が９０ｗｔ％以上の材料で形成された配線パターンである。
【００１５】
電極１２，１３および配線パターン１４，１５は、セラミック基板１１の片側の面に別々の状態でそれぞれが形成される。これら電極１２，１３および配線パターン１４，１５は、導電ペーストをセラミック基板１１上に塗り、これを焼成することによりセラミック基板１１上に固着させた状態で形成することができる。
【００１６】
図１（ｂ）に示すように、配線パターン１４の長手方向とセラミック基板１１を挟んで対向する位置には、電極１２と配線パターン１４を接続させるための接続パターン１６を形成する。同様に、配線パターン１５の長手方向とセラミック基板１１を挟んで対向する位置には、電極１３と配線パターン１５を接続させるための接続パターン１７を形成する。
【００１７】
そして、図２、図３にも示すように、電極１２と接続パターン１６はスルーホール１８１を介して電気的に接続されている。配線パターン１４と接続パターン１６は、スルーホール１８２を介して電気的に接続される。電極１３と接続パターン１７はスルーホール１９１を介して電気的に接続され、配線パターン１５と接続パターン１７はスルーホール１９２を介して電気的に接続される。
【００１８】
２０は、配線パターン１４，１５との間のセラミック基板１１の長手方向に沿って平行に形成された比較的抵抗値の高い酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）等の抵抗体ペーストをスクリーン印刷した後、高温で焼成して所定の抵抗値を有する膜厚が１０μｍ程度の幅広の発熱抵抗体である。配線パターン１４，１５の抵抗温度係数（ＴＣＲ：Temperature Coefficient of Resistance）は、例えば３０００ｐｐｍ／℃と大きな値とする。
【００１９】
配線パターン１４および発熱抵抗体２０と配線パターン１５と発熱抵抗体２０は、図３、図４に示すように、一部が重層形成されている。この場合の重層部分は、発熱抵抗体２０を配線パターン１４，１５に対して上側に配置する関係にしてある。この関係は逆でも構わない。
【００２０】
２１は、配線パターン１４，１５および発熱抵抗体２０を覆うように形成され、ガラス層厚が２０μｍ〜１００μｍ程度で、熱伝導率が例えば２Ｗ／ｍ・Ｋ以上のアルミナ等熱伝導性の優れた無機酸化物フィラーを２５ｗｔ％〜３５ｗｔ％加えることで、摺動性を向上させたガラス等のオーバーコート層である。オーバーコート層２１は、配線パターン１４，１５および発熱抵抗体２０を機械的、化学的、電気的に保護する。
【００２１】
ここで、電極１２からスルーホール１８１、接続パターン１６、スルーホール１８２、配線パターン１４を介して発熱抵抗体２０の一方と、電極１３からスルーホール１９１、接続パターン１７、スルーホール１９２、配線パターン１５を介して発熱抵抗体２０の他方とが通電されると、発熱抵抗体２０は発熱される。
【００２２】
ここで、図５の等価回路とともに動作について説明する。図５は、図１で示すスルーホール１８２から発熱抵抗体２０のある端部までの配線パターン１４の抵抗をＲ１４、スルーホール１９２から発熱抵抗体２０のある端部までの配線パターン１５の抵抗をＲ１５、スルーホール１８２から発熱抵抗体２０までの配線パターン１４の抵抗をＲ１４ｂ、スルーホール１９２から発熱抵抗体２０までの配線パターン１５の抵抗をＲ１５ｂ、抵抗Ｒ１４ｂと抵抗Ｒ１５ｂ間の発熱抵抗体２０の抵抗をＲ２０ａ、配線パターン１４，１５の端部間の発熱抵抗体２０の抵抗をＲ２０ｂで示している。
【００２３】
ここで、具体的な例を挙げて説明する。発熱抵抗体２０の長さを２ｍｍ、幅を２４０ｍｍとし、その両端に形成された配線パターン１４，１５の長さを２４０ｍｍ、幅を１ｍｍとし、発熱抵抗体２０の抵抗値を２４００Ω／□、抵抗温度係数を０ｐｐｍ／℃、配線パターン１４，１５を４ｍΩ／□、抵抗温度係数を３０００ppm／℃とする。発熱抵抗体３の抵抗値は２０Ωとなる。
【００２４】
発熱抵抗体２０が室温である場合に、抵抗Ｒ１４ｂ，Ｒ１５ｂの値は、極めて小さく０Ω、抵抗Ｒ２０ａを２０Ω、抵抗Ｒ１４ａ＋Ｒ１５ａを例えば０．９６Ωであるとする。この場合のスルーホール１８２と１９２間の抵抗値は２０Ω（Ｒ１４ｂ＋Ｒ２０ａ＋Ｒ１５ｂ）である。
【００２５】
また、室温でのスルーホール１８２から配線パターン１４の端部、発熱抵抗体２０、配線パターン１５の端部からスルーホール１９２までの配線パターン１５までの抵抗値は、２０．９６Ω（Ｒ１４ａ＋Ｒ２０ｂ＋Ｒ１５ａ）となる。
【００２６】
発熱抵抗体２０が１８０℃では、抵抗Ｒ１４ｂ，Ｒ１５ｂの値は、極めて小さく０Ω、抵抗Ｒ２０ａは２０Ωで、抵抗Ｒ１４ａ＋Ｒ１５ａは１．３９２Ωとなる。１８０℃におけるスルーホール１８２と１９２間の抵抗値は、２０Ω（Ｒ１４ｂ＋Ｒ２０ａ＋Ｒ１５ｂ）である。
【００２７】
１８０℃でのスルーホール１８２から配線パターン１４の端部、発熱抵抗体２０、配線パターン１５の端部からスルーホール１９２までの配線パターン１５までの配線パターン１４，１５の抵抗値は、２１．３９Ωとなる。室温時の場合の違いは、配線パターン１４，１５の抵抗温度係数３０００ｐｐｍ／℃が加味されたからである。
【００２８】
つまり、配線パターン１４，１５の抵抗Ｒ１４ｂ＋Ｒ１５ｂは、室温（３０℃）下では０．１６Ωであるが、配線パターン１４，１５の抵抗値は、３０００ｐｐｍ／℃の抵抗温度係数を有しているとしていることから、１８０℃となった場合は、０．１６×（１＋3000/1000000×（180−30））＝０．２３２Ωとなることから、中央部におけるスルーホール１８２と１９２間の抵抗値は２０．２３Ωということになる。
【００２９】
同様の考えから室温から１８０℃となった場合における配線パターン１４，１５の抵抗Ｒ１４ａ，１５ａも増加することになる。
【００３０】
従って、室温に近いヒータの立ち上がり時は、スルーホール１８２，１９２付近であるヒータの中間部と端部との抵抗値の差が少ないことから、ヒータ全体の立ち上がりが速くなる。また、定着温度の１８０℃となった場合は、配線パターン１４，１５の端部の見かけ上の抵抗温度係数を大きくすることができることから、端部付近に流れる電流を小さくできることができる。このため、端部と中央部に温度差が生じた場合に、端部の発熱量を抑制することが可能となる。
【００３１】
図６、図７は、この発明のセラミックヒータに関する第２の実施形態について説明するための、図６は正面図、図７は動作について説明するための等価回路である。
【００３２】
この実施形態は、発熱抵抗体２０の幅方向の中心Ｃから、配線パターン１４に沿ってスルーホール１８２を距離Ｌ１だけ、配線パターン１５に沿ってスルーホール１９２を距離Ｌ２だけ、それぞれ離れる方向にシフトさせたものである。
【００３３】
ここで、室温時における抵抗Ｒ１４ｂ，Ｒ１５ｂの値は、スルーホール１８２がＬ１だけ、スルーホール１９２がＬ２だけシフトした分が増加し、それぞれ０．１６Ωとなる。発熱抵抗体の長さ方向の抵抗Ｒ２０ｂが２０Ω、抵抗Ｒ１４ａ＋Ｒ１５ａが０．９６Ωであるとする。この場合のスルーホール１８２と１９２間の抵抗値は２０．２３Ω（Ｒ１４ｂ＋Ｒ２０ａ＋Ｒ１５ｂ）である。また、室温でのスルーホール１８２から配線パターン１４の端部、発熱抵抗体２０、配線パターン１５の端部からスルーホール１９２までの配線パターン１５までの抵抗値は２１．３９Ωとなる。
【００３４】
発熱抵抗体２０が１８０℃では、抵抗Ｒ１４ｂ，Ｒ１５ｂの値は、極めて小さく実質的に０Ω、抵抗Ｒ２０ａは２０Ωで、抵抗Ｒ１４ａ＋Ｒ１４ａは１．３９２Ωとなる。１８０℃の定着時におけるスルーホール１８２と１９２間の抵抗値は、２０Ω（Ｒ１４ｂ＋Ｒ２０ａ＋Ｒ１５ｂ）である。
【００３５】
１８０℃でのスルーホール１８２から配線パターン１４の端部、発熱抵抗体２０、配線パターン１５の端部からスルーホール１９２までの配線パターン１５までの抵抗値は２１．３９Ω（Ｒ１４ａ＋Ｒ２０ｂ＋Ｒ１５ａ）となる。
【００３６】
この実施形態では、室温時における中央部のスルーホール１８２と１９２間の抵抗値が２０．１６Ωで、端部のスルーホール１８２と１９２間の抵抗値が２０．９６Ωとなる。これは、上記したセラミックヒータの第１の実施形態と同じように、ヒータ立ち上がりの速度が向上することになる。
【００３７】
また、定着時の１８０℃では、配線パターン１４，１５の抵抗温度係数３０００ｐｐｍ／℃の作用によって配線パターン１４，１５の端部付近に流れる電流を小さくできる。従って、中央部と端部とで通紙時に温度差が生じた場合は、端部における発熱量を抑制することが可能となる。
【００３８】
図８〜図１１は、この発明のセラミックヒータに関する第３の実施形態について説明するための、図８（ａ）は正面図、図８（ｂ）は背面図、図９は図８のIIａ−IIｂ線の断面図、図１０は図８のIIｃ−IIｄ線の断面図、図１１は図８のIIｅ−IIｆ線の断面図である。
【００３９】
この実施形態は、発熱抵抗体２０の幅方向の中央部の幅Ｌ３の範囲内において配線パターン１４，１５の両端の幅を狭くした配線パターン１４２，１４３と配線パターン１５２，１５３としたものである。配線パターン１４２，１４３と１５２，１５３は、中央部の配線パターン１４１と１５１の幅より５％程度狭くなっている。
【００４０】
この場合の室温時における中央部のスルーホール１８２および発熱抵抗体２０間とスルーホール１９２および発熱抵抗体間のそれぞれの抵抗Ｒ１４ｂとＲ１５ｂは、長さが極めて短く実質０Ωであることから、２０Ω（Ｒ１４ｂ＋Ｒ２０ａ＋Ｒ１５ｂ）である。端部の配線パターン１４３，１５３の抵抗値は５％狭くなった分だけ高い１．０１Ωとすると、発熱抵抗体２０を含めた端部の抵抗値は２１．０１Ω（Ｒ１４ａ＋Ｒ２０ｂ＋Ｒ１５ａ）である。
【００４１】
１８０℃の定着時における中央部の抵抗は２０Ωで、端部の抵抗は、配線パターン１４の抵抗Ｒ１４ａ、発熱抵抗体２０の抵抗Ｒ２０ｂ、配線パターン１５の抵抗Ｒ１５ａに配線パターン１４，１５の抵抗温度係数を加味すると２１．３９Ωとなる。
【００４２】
このように、室温に近いヒータの立ち上がり時は、スルーホール１８２，１９２付近であるヒータの中間部と端部との抵抗値の差が少ないことから、ヒータ全体の立ち上がりが速くなる。また、定着温度の１８０℃となった場合は、配線パターン１４，１５の端部付近に流れる電流を小さくできることから、端部の見かけ上の抵抗温度係数を大きくすることができることから、端部と中央部に温度差が生じた場合に、端部の発熱量を抑制することができる。
【００４３】
図１２は、この発明のセラミックヒータの第４の実施形態について説明するための構成図である。
【００４４】
この実施形態は、上記したセラミックヒータの第３の実施形態のスルーホール１８２，１９２を、図６のように、中間部ＣからＬ１，Ｌ２の距離だけ互いに離れる方向にシフトさせたものである。
【００４５】
この場合、室温時における抵抗Ｒ１４ｂ，Ｒ１５ｂの値は、スルーホール１８２がＬ１だけ、スルーホール１９２がＬ２だけシフトした分が増加し、それぞれ０．１６Ωとなる。発熱抵抗体２０の長さ方向の抵抗Ｒ２０ｂが２０Ω、抵抗Ｒ１４ａ＋Ｒ１５ａが０．９６Ωであるとする。この場合のスルーホール１８２と１９２間の抵抗値は２０．１６Ω（Ｒ１４ｂ＋Ｒ２０ａ＋Ｒ１５ｂ）である。また、室温でのスルーホール１８２から配線パターン１４の端部、発熱抵抗体２０、配線パターン１５の端部からスルーホール１９２までの配線パターン１５までの抵抗値は２１．３９Ωとなる。
【００４６】
発熱抵抗体２０が１８０℃では、抵抗Ｒ１４ｂ，Ｒ１５ｂの値は、極めて小さく実質的に０Ω、抵抗Ｒ２０ｂは２０Ωで、抵抗Ｒ１４ａ＋Ｒ１４ａは１．３９２Ωとなる。１８０℃の定着時におけるスルーホール１８２と１９２間の抵抗値は、２０Ω（Ｒ１４ｂ＋Ｒ２０ａ＋Ｒ１５ｂ）である。
【００４７】
１８０℃でのスルーホール１８２から配線パターン１４の端部、発熱抵抗体２０、配線パターン１５の端部からスルーホール１９２までの配線パターン１５までの抵抗値は２１．３９Ω（Ｒ１４ａ＋Ｒ２０ｂ＋Ｒ１５ａ）となる。
【００４８】
この実施形態では、室温時における中央部のスルーホール１８２と１９２間の抵抗値が２０．１６Ωで、端部のスルーホール１８２と１９２間の抵抗値が２０．９６Ωとなる。これは、上記したセラミックヒータの第１の実施形態と同じように、ヒータ立ち上がりの速度が向上することになる。
【００４９】
また、定着時の１８０℃では、配線パターン１４，１５の抵抗温度係数３０００ｐｐｍ／℃の作用によって配線パターン１４，１５の端部付近に流れる電流を小さくできる。従って、中央部と端部とで通紙時に温度差が生じた場合は、端部における発熱量を抑制することが可能となる。
【００５０】
図１３は、この発明のセラミックヒータに関する第５の実施形態について説明するための構成図である。
【００５１】
この実施形態は、上記したセラミックヒータの第４の実施形態の端部の配線パターン１４，１５を、発熱抵抗体２０側に絞り発熱抵抗体２０の長さであるセラミック基板１１の幅方向を、中央部の発熱抵抗体２０１に比べて端部の発熱抵抗体２０２，２０３を短くしたものである。
【００５２】
このような構成の室温時における抵抗Ｒ１４ｂ，Ｒ１５ｂの値は、スルーホール１８２がＬ１だけ、スルーホール１９２がＬ２だけシフトした分が増加し、それぞれ０．１６Ωとなる。発熱抵抗体２０の長さ方向の抵抗Ｒ２０ｂが２０Ω、抵抗Ｒ１４ａ＋Ｒ１５ａが０．９６Ωであるとする。この場合のスルーホール１８２と１９２間の抵抗値は２０．１６Ω（Ｒ１４ｂ＋Ｒ２０ａ＋Ｒ１５ｂ）である。
【００５３】
また、室温でのスルーホール１８２から配線パターン１４の端部、発熱抵抗体２０、配線パターン１５の端部からスルーホール１９２までの抵抗値は、発熱抵抗体２０の長さが長くなる分だけ抵抗値が減り１９．２Ω、配線パターン１４，１５の抵抗値の０．９６Ωであることから、２０．１６Ω（Ｒ１４ａ＋Ｒ２０ｂ＋Ｒ１５ａ）となる。室温では中央部と端部のスルーホール１８２，１９２間の抵抗値は同じとなる。
【００５４】
発熱抵抗体２０が定着温度である１８０℃での抵抗Ｒ１４ｂ＋Ｒ１５ｂの値は、０．２３２Ω、抵抗Ｒ２０ａは２０Ωとなる。従って、定着温度である１８０℃時におけるスルーホール１８２と１９２間の抵抗値は、２０．２３Ω（Ｒ１４ｂ＋Ｒ２０ａ＋Ｒ１５ｂ）となる。
【００５５】
１８０℃での配線パターン１４，１５の抵抗温度係数３０００ｐｐｍ／℃を加味すると、スルーホール１８２から配線パターン１４の端部までの抵抗Ｒ１４とスルーホール１９２から配線パターン１５の端部までの抵抗Ｒ１５は、１．３９２Ωとなる。また、端部の発熱抵抗体の抵抗Ｒ２０ｂは、抵抗温度係数が０であることから室温時と同じ１９．２Ωである。従って、端部の１８０℃でのスルーホール１８２，１９２間の抵抗は、２０．５９Ω（Ｒ１４ａ＋Ｒ２０ｂ＋Ｒ１５ａ）となる。
【００５６】
この実施形態では、室温時における中央部のスルーホール１８２と１９２間の抵抗値が２０．１６Ωで、端部のスルーホール１８２と１９２間の抵抗値が２０．１６Ωとなる。ヒータ中央部と端部の電流量が同条件となり、立ち上がり時のヒータ全体の温度の均一化が図れる。定着温度になり通紙されない端部の温度が上がった場合は、端部での抵抗値が大きくなることから電流量を抑制することができる。
【００５７】
図１４、図１５は、この発明のセラミックヒータの第６および第７の実施形態について説明するため、それぞれ構成図である。
【００５８】
図１４の実施形態は、発熱抵抗体２０の長さが同じで、発熱抵抗体２０の両端に接続される配線パターン１４，１５の幅を、発熱抵抗体２０の幅方向中間部から外側に向かって漸次狭くしたものである。
【００５９】
また、図１５の実施形態は、図１４の実施形態に加え、発熱抵抗体２０の長さも幅方向の中間部が外側ら向かって漸次長さを短くしたものである。
【００６０】
図１４、図１５の各実施形態ともに、ヒータの中央部から端部にかけてテーパー状に配線パターン１４Ａ，１５Ｂの幅あるいは配線パターン１４Ａ，１５Ａおよび発熱抵抗体２０Ａの長さを変えて形成することで、セラミック基板１１の長手方向で連続的に発熱量を変えることができる。このため、あらゆる被定着物のサイズに対応することが可能となる。
【００６１】
図１６〜図１９は、この発明の第８の実施形態について説明するための、図１６（ａ）は正面図、図１６（ｂ）は背面図、図１７は図１６のIIIａ−IIIｂ線の断面図、図１８は図１６のIIIｃ−IIIｄ線の断面図、図１９は図１６の要部の等価回路である。
【００６２】
この実施形態は、配線パターン１４の長さ方向の図中中央部の幅Ｌ３の範囲両端に、例えば１Ωの副配線パターン１６ａ，１６ｂを、配線パターン１５も同じ範囲の両端に、例えば１Ωの副配線パターン１６ｃ，１６ｄをそれぞれ電気的に重ね合わせた接続状態で形成されている。さらに、発熱抵抗体２０の幅方向の中央部の幅Ｌ３の範囲の幅と発熱抵抗体２０と同じ長さの副発熱抵抗体１６ｅを電気的に重ね合わせた接続状態で形成されている。
【００６３】
ここで、実施例について説明する。発熱抵抗体２０の長さを２ｍｍ、幅を２４０ｍｍとし、抵抗が２４００Ω／□、抵抗温度係数を０ｐｐｍ／℃のＲｕＯ２系抵抗体を用いて形成するとし、配線パターン１４，１５の長さを２４０ｍｍ、幅を１ｍｍとし、抵抗が２５ｍΩ／□、ＴＣＲを３０００ｐｐｍ／℃のＡｇ系配線パターンでそれぞれ形成したとする。副発熱抵抗体１６ｅは長さを２ｍｍ、幅を８０ｍｍとし、抵抗が３４ｋΩ／□、抵抗温度係数が０ｐｐｍ／℃のＲｕＯ２系抵抗体、副配線パターン１６ａ〜１６ｄを長さを８０ｍｍ、幅を１ｍｍでシート抵抗が４ｍΩ／□、ＴＣＲが３０００ppm／℃のＡｇ系配線パターンでそれぞれ形成したとする。
【００６４】
この場合、中央部と端部の抵抗値は、何れも６０．３Ωである。つまり、中央部のスルーホール１８２と１９２間の抵抗値は、６０．３Ω（Ｒ１４ｂ＋Ｒ２０ａ＋Ｒ１５ｂ）で、端部とスルーホール１８２と１９２間の抵抗値は、６０．３Ω（Ｒ１４ａ＋Ｒ２０ｂ＋Ｒ１５ａ）である。ただし、Ｒ２０ａは発熱抵抗体２０と副発熱抵抗体１６ｅの合成抵抗値、Ｒ１４ｂは配線パターン１４と副配線パターン１６ｂの合成抵抗値であり、さらにＲ１５ｂは配線パターン１５と副配線パターン１６ｄの合成抵抗値である。
【００６５】
これにより、セラミック基板１１の長手方向に対する均一な温度分布を実現することが可能となる。
【００６６】
ヒータ長に対して短い被定着物を通紙して、ヒータ中央部が２００℃、端部が２４０℃となった場合、中央部の抵抗値は６０．５Ω（Ｒ１４ｂ＋Ｒ１５ｂ＝０．５Ω，Ｒ２０ａ＝６０Ω）、端部の抵抗値は６３．０Ω（Ｒ１４ａ＋Ｒ１５ａ＝７Ω，Ｒ２０ｂ＝５６Ω）となるため、約４％の抵抗値差が生じ、中央部と端部の抵抗値の差が大きく、端部への通電の抑制効果を向上させることができる。
【００６７】
この発明のセラミックヒータは、上記した実施形態に限定されるものではない。例えば電極１２，１３と発熱抵抗体２０の幅方向の中間とを説明するためのスルーホールは、配線パターン１４，１５と同一面上のセラミック基板１１にスルーホールに変わる波線パターンを形成しても同様の構成を実現することが可能である。
【００６８】
また、配線パターン１４，１５の抵抗温度係数は、３０００ｐｐｍ／℃を例に挙げたが、３０００ｐｐｍ／℃以上であれば、効果の得られる定着温度での端部の抵抗値を大きくでき電流量を抑制させる効果がある。
【００６９】
図２０は、この発明の加熱装置に関する一実施形態について説明するための上記したセラミックヒータ１００をヒータ支持体に取り付けたヒータユニットを加熱装置２００に実装した場合の断面図である。図中１００については、図１〜図４で説明したセラミックヒータであり、同一部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００７０】
図２０において、２０１は、ポリイミド樹脂等の耐熱性のフィルムをロール状にして循環自在に巻装された円筒状の定着フィルムである。この定着フィルム２０１は、支持体２０２の底部にセラミックヒータ１００を固着させ、セラミックヒータ１００に電力を供給させ、加熱したセラミックヒータ１００に形成されたオーバーコート層２１に圧接加熱しながら移動させる。
【００７１】
２０３は、その表面に耐熱性弾性材料である、たとえばシリコーンゴム層２０４が嵌合してある加圧ローラであり、加圧ローラ２０３の回転軸２０５と対向してセラミックヒータ１００が、定着フィルム２０１と並置して図示しない基台内に取り付けられている。加圧ローラ２０３は、定着フィルム２０１と相互に圧接させることで、発熱抵抗体２０と加圧ローラ２０３とで形成されるニップ部Ｎを形成するとともに、作動時にはそれぞれを矢印の方向に回転させる。
【００７２】
このとき、オーバーコート層２０上に配置された定着フィルム２０１面とシリコーンゴム層２０４との間で、トナー像Ｔｏ１がまず定着フィルム２０１を介してセラミックヒータ１００により加熱溶融され、少なくともその表面部は融点を大きく上回り完全に軟化して溶融する。この後、加圧ローラ２０３の用紙排出側では複写用紙Ｐがセラミックヒータ１００から離れ、トナー像Ｔｏ２は自然放熱して再び冷却固化し、定着フィルム２０１も複写用紙Ｐから離反される。
【００７３】
この実施形態では、非通紙部分での温度上昇を抑制できるセラミックヒータを用いたことで、温度立ち上がりの高速化をさせることができるとともに、非通紙部昇温の抑制を行うことが可能となる。
【００７４】
次に、図２１を参照しながら、この発明の加熱装置２００が搭載された複写機を例に挙げた場合の、この発明の画像形成装置について説明する。図中、加熱装置２００の部分は、図２０で説明したもの同じであり、同一部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００７５】
図２１において、３０１は複写機３００の筐体、３０２は筐体３０１の上面に設けられたガラス等の透明部材からなる原稿載置台で、矢印Ｚ方向に往復動作させて原稿Ｐ１を走査する。
【００７６】
筐体３０１内の上方向には光照射用のランプと反射鏡とからなる照明装置３０２が設けられており、この照明装置３０２により照射された原稿Ｐ１からの反射光源が短焦点小径結像素子アレイ３０３によって感光ドラム３０４上スリット露光される。なお、この感光ドラム３０４は矢印方向に回転する。
【００７７】
また、３０５は帯電器で、例えば酸化亜鉛感光層あるいは有機半導体感光層が被覆された感光ドラム３０４上に一様に帯電を行う。この帯電器３０５により帯電された感光ドラム３０４には、結像素子アレイ３０３によって画像露光が行われた静電画像が形成される。この静電画像は、現像器３０６による加熱で軟化溶融する樹脂等からなるトナーを用いて顕像化される。
【００７８】
カセット３０７内に収納されている複写用紙Ｐは、給送ローラ３０８と感光ドラム３０４上の画像と同期するタイミングをとって上下方向で圧接して回転される対の搬送ローラ３０９によって、感光ドラム３０４上に送り込まれる。そして、転写放電器３１０によって感光ドラム３０４上に形成されているトナー像は複写用紙Ｐ上に転写される。
【００７９】
その後、感光ドラム３０４上から離れた用紙Ｐは、搬送ガイド３１１によって加熱装置２００に導かれて加熱定着処理された後に、トレイ３１２内に排出される。なお、トナー像が転写された後、感光ドラム３０４上の残留トナーはクリーナ３１３を用いて除去される。
【００８０】
加熱装置２００は、複写用紙Ｐの移動方向と直交する方向に、この複写機３００が複写できる最大判用紙の幅（長さ）に合わせた有効長、すなわち最大判用紙の幅（長さ）より長い発熱抵抗体を備えたセラミックヒータ１００が、加圧ローラ２０３の外周に取り付けられたシリコーンゴム層２０４に加圧された状態で設けられている。
【００８１】
そして、セラミックヒータ１００と加圧ローラ２０３との間を送られる用紙Ｐ上の未定着トナー像Ｔ１は、発熱抵抗体２０の熱を受け溶融して複写用紙Ｐ面上に文字、英数字、記号、図面等の複写像を現出させる。
【００８２】
この実施形態では、立ち上がりの高速化と非通紙部での昇温を抑制するセラミックヒータを備えた加熱装置を用いたことより、立ち上がりが早く十分な熱対策を図ることが可能となる。
【００８３】
セラミックヒータの用途としては、複写機等の画像形成装置の定着用に用いたが、これに限らず、家庭用の電気製品、業務用や実験用の精密機器や化学反応用の機器等に装着して加熱や保温の熱源としても使用できる。
【符号の説明】
【００８４】
１１  セラミック基板
１２，１３  電極
１４，１５，１４１，１４２，１４３，１５１，１５２，１５３，１４Ａ，１５Ａ  配線パターン
１６，１７  接続パターン
１８１，１８２，１９１，１９２  スルーホール
２０，２０１，２０２，２０３  発熱抵抗体
２１  オーバーコート層
１６ａ〜１６ｄ  副配線パターン
１６ｅ  副発熱抵抗体
１００  セラミックヒータ
２００  加熱装置
２０１  定着フィルム
２０３  加圧ローラ
３００  複写機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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